- 第 1 题“笼合物枪”情景：海底甲烷水合物可能因海洋变暖而爆发式分解。固定组成的甲烷水合物 1.00 g 在 25 °C、101.3 kPa 下分解释放 205 cm3 甲烷。(a) 求 CHX4 ⋅nHX2O 中的 n。(b) 真实水合物接近 CHX4 ⋅6HX2O，在 1 atm 下至分解温度 −81 °C 稳定；写出其分解为甲烷和冰的方程式，ΔH=+17.47 kJ mol−1。假设 ΔH 与 T、p 无关，体积变化等于释放甲烷体积，甲烷为理想气体，求 −5 °C 时发生分解的外压。(c) 甲烷水合物能稳定存在的纯液态水最小深度是多少？先选出水合物能与液态水共存的最低温度：272.9 K、273.15 K 或 273.4 K。(d) 贝加尔湖中，从 1400 m 提升的水合物样品在 372 m 深处开始分解（ΔfusH（冰） = 6.01 kJ mol−1）；求 372 m 处水温。(e) 水合物中甲烷总量 ≥5×1011 t；若全部燃烧，地球大气升温多少度（ΔcH(CHX4)=−889 kJ mol−1，大气热容 4×1021 J K−1）？解答: 1
- 第 2 题Hill 反应剖析了光合作用。(a) 写出植物光合作用总方程式，把 COX2 还原为 {CHX2O}。(b) Hill 发现离体叶绿体在光照下即使有 COX2 也不放 OX2，但加入 KX3[Fe(CX2OX4)X3]（草酸过量）后无 COX2 也能放氧。给出自然光合作用和 Hill 反应中的氧化剂与还原剂。(c) Hill 用血红蛋白测定放出的 OX2（Hb 与 OX2 1:1 结合，初始 [Hb]=0.6×10−4 mol dm−3）；[FeXIII]=2.0×10−4 mol dm−3 时 HbO2 比例在约 75 % 饱和。估算 Fe/OX2 比，写出 Hill 反应方程式，并计算 T=298 K、p(OX2)=1 mmHg、pH = 8、其他物质标准浓度下的 ΔG（E∘：OX2+4HX++4eX−2HX2O +1.23 V；[Fe(CX2OX4)X3]X3−+eX−[Fe(CX2OX4)X3]X4− +0.05 V）。是否自发？(d) 离体叶绿体用 672 nm 光（0.503 mJ s−1）照射 2 小时，产生 47.6 mm3 OX2（10 °C、740 mmHg）。计算量子需要量（每转移一个电子所需光子数）。(e) 结论：水氧化与 COX2 还原是否空间分离？OX2 是否来自 COX2？水氧化是否需要光？多数叶绿素是否直接参与？每个光子是否转移一个电子？解答: 1